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转录后加工 转录后加工 基因转录的直接产物被称为初级转录物。初级转录物一般是无功能的，它们在细胞内必须经历一些结构和化学的变化即所谓的转录后加工以后才会有功能。转录后加工可能是RNA的功能所必需的，也可能提供基因表达调控的一种手段。 RNA所能经历的后加工方式可达10种以上，但后加工反应的本质要么是增减一些核苷酸序列，要么是修饰某些特定的核苷酸。 原核细胞mRNA前体的后加工 在细菌，mRNA很少有后加工。但某些噬菌体mRNA会发生最简单的剪切反应，将一个多顺反子切割成单顺反子，也有某些噬菌体的mRNA需要经过相对复杂的剪接反应才能成熟（如T4噬菌体编码的胸苷酸合酶）。 真核细胞mRNA前体的后加工 加工形式 1) 5′-端 = 加帽 2) 3′-端 = 加尾 3) 内部 = 剪接 4) 内部=甲基化 5) 编码区=编辑 后加工机制 加帽和甲基化 帽子结构和类型 0、I和 II型 加帽反应：共转录 1) 酶 磷酸水解酶；mRNA鸟苷酸转移酶；鸟嘌呤-7-甲基转移酶 2) 步骤 为什么只有mRNA才会加帽？ 功能 加帽反应 开始于mRNA 5′-三磷酸的 γ 磷酸根的水解 留下的5′-二磷酸进攻GTP，与GMP形成共价交联，同时释放出PPi. 鸟嘌呤随后在N7位置被甲基化，甲基供体为S-腺苷甲硫氨酸 为什么要有帽子？ 提高mRNA的稳定性 参与识别起始密码子的过程，提高mRNA的可翻译性 有助于mRNA通过核孔从细胞核运输到细胞质 提高剪接反应的效率。 为什么只有mRNA加帽? 之所以只有mRNA和某些snRNA才有帽子结构，是因为它们都由聚合酶II催化，当TFIIH磷酸化CTD重复序列中的Ser5以后，它即可以将转录因子DSIF 招募到转录复合物，而新加入到复合物之中，DSIF随后将另外一种转录因子NELF招募进来，以阻滞转录。上述暂停允许加帽酶进入，来修饰转录物的5-端。第三种转录因子P-TEFb是一种激酶，在帽子结构形成不久也被招募到复合物，然后磷酸化CTD的Ser2和NELF，NELF随之失活，聚合酶II继续延伸。 3′-加尾 加尾反应由两步组成： 1) 剪切——在3′-UTR一个特定序列上游10-30 核苷酸序列的位置切开 2) 添加腺苷酸（100-200个）产生多聚腺苷酸尾巴 为什么必须有尾巴？ 保护mRNA免受3′-外切核酸酶的消化，提高mRNA的稳定性。 PABP能够与帽子相互作用增强mRNA的可翻译性，提高其翻译的效率； 影响最后一个内含子的剪接； 某些本来缺乏终止密码子的mRNA通过加尾反应创造终止密码子。在UG后加尾可产生UGA，在UA后加尾产生UAA； 通过选择性加尾调节基因的表达。 为什么只有mRNA才会加尾？ 与加帽反应一样，只有mRNA才会加尾，也是因为聚合酶II最大亚基上的CTD重复序列被TFIIH磷酸化，但是磷酸化位点为Ser2。Ser2的磷酸化将加尾因子招募到mRNA 前体上进行加尾反应。 mRNA前体的剪接 剪接这种后加工方式是在发现基因断裂的现象后确定的。1977年，由Phillip Sharp和Richard Roberts领导两个实验小组几乎同时在腺病毒的晚期表达基因中发现蛋白质基因断裂现象。 进一步研究表明，基因断裂是真核细胞及其病毒的基因组中的普遍现象，在高等生物的基因组中，只有很少的蛋白质基因是连续的（如组蛋白和干扰素），但在低等的真核生物，断裂基因却不多见。 不同断裂基因含有的内含子数目不一定相同，同样内含子大小也会有差别。一般说来，一个典型的真核生物蛋白质的基因由10% 的外显子序列和90%的内含子序列组成。 mRNA前体的剪接机制 mRNA前体的剪接是高度精确的。其精确性一方面取决于位于外显子和内含子交界处的剪接信号（可以将其视为内因），另外一方面取决于5种被称为snRNP的核糖核酸蛋白质复合物（可以将其视为外因）。 剪接反应的“内因”——剪接信号 剪接反应的“外因”——snRNP和剪接因子 剪接反应——两次转酯反应 剪接体的组装 剪接信号 剪接通过2次转酯反应 snRNP的重要性 小分子核核糖核酸蛋白颗粒（发音为 snurps）—— 参与剪接 一种 snRNP 由一个小分子细胞核RNA（snRNA） (100-200核苷酸长）和10种不同的蛋白质组成 snRNPs和mRNA前体形成剪接体 剪接体大小与核糖体差不多，其组装需要ATP SnRNAs 剪接体 剪接体的组装与剪接反应 分支点结合蛋白（BBP）识别分支点并与它结合，剪接因子U2AF与富含嘧啶的序列结合； U2-snRNP取代BBP，并与分支点的一致序列配对。然而，U2-snRNA与分支点一致序列之间的配对并不完美，在分支点内唯独有一个A无互